(57)【要約】  同調可能積層コンデンサが提供される。コンデンサは、第１の能動終端と電気接触している第１の活性電極および第２の能動終端と電気接触している交互の第２の活性電極を備える。コンデンサは、第１のＤＣバイアス終端と電気接触している第１のＤＣバイアス電極および第２のＤＣバイアス終端と電気接触している交互の第２のＤＣバイアス電極も備える。交互の第１および第２の活性電極間に、ならびに交互の第１および第２のバイアス電極間に、複数の誘電層が設けられる。誘電層の少なくとも一部分が、印加電圧の印加を受けて可変誘電率を呈する誘電材料を含む。
2019502259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の能動終端と電気接触している第１の活性電極および第２の能動終端と電気接触している交互の第２の活性電極と、
第１のＤＣバイアス終端と電気接触している第１のＤＣバイアス電極および第２のＤＣバイアス終端と電気接触している交互の第２のＤＣバイアス電極と、
前記交互の第１および第２の活性電極間に、ならびに前記交互の第１および第２のバイアス電極間に設けられる複数の誘電層であって、少なくとも一部分が、印加電圧の印加を受けて可変誘電率を呈する同調可能誘電材料を含む、誘電層とを備える、同調可能積層コンデンサ。
【請求項２】
前記誘電材料が、約１０％から約９０％までの電圧同調性係数を有し、前記電圧同調性係数が、以下の一般式：
Ｔ＝１００×（ε０−εν）／ε０
に従って求められ、
式中、
Ｔは、前記電圧同調性係数であり、
ε０は、印加電圧なしの前記材料の静的誘電率であり、
ενは、印加電圧（ＤＣ）の印加後の前記材料の前記可変誘電率である、
請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記誘電材料の前記静的誘電率が、２５℃の動作温度および１ｋＨｚの周波数でＡＳＴＭ  Ｄ２１４９−１３により求められると、約１００から約１０，０００までである、請求項２に記載のコンデンサ。
【請求項４】
前記誘電材料が、１つまたは複数の強誘電塩基相を含む、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記誘電材料が、
ペロブスカイト、タングステンブロンズ材料、層状構造材料、またはそれらの組合せである、請求項４に記載のコンデンサ。
【請求項６】
前記ペロブスカイトが、式ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３のチタン酸バリウムストロンチウムを含み、式中ｘは０から１までである、請求項５に記載のコンデンサ。
【請求項７】
前記第１および第２のバイアス終端が、異極性を有する、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項８】
前記第１および第２の能動終端ならびに前記第１および第２のバイアス終端が、前記コンデンサについて対称に設けられる、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項９】
前記コンデンサが、縦方向に離間される対向した第１および第２の端領域ならびに横方向に離間される対向した第１および側領域を含む、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１０】
前記第１および第２の能動終端が、前記コンデンサのそれぞれの端領域に設けられ、前記バイアス終端が、前記コンデンサのそれぞれの側領域に設けられる、請求項９に記載のコンデンサ。
【請求項１１】
前記第１および第２の能動終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間され、さらに前記第１および第２のバイアス終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間される、請求項１０に記載のコンデンサ。
【請求項１２】
前記第１の能動終端および第２の能動終端が、側領域に設けられ、かつ前記第１のバイアス終端および前記第２のバイアス終端が、両方とも前記能動終端の反対側の別の側領域に設けられる、請求項９に記載のコンデンサ。
【請求項１３】
前記第１および第２の能動終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間され、さらに前記第１および第２のバイアス終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間される、請求項１２に記載のコンデンサ。
【請求項１４】
前記第１および第２の活性電極終端が、斜め構成で反対の側領域に設けられ、さらに前記第１および第２のバイアス終端が、斜め構成で反対の側領域に設けられる、請求項９に記載のコンデンサ。
【請求項１５】
前記第１および第２の能動終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間され、さらに前記第１および第２のバイアス終端が、前記コンデンサの幾何中心を通って延在する縦軸および横軸から等距離で離間される、請求項１４に記載のコンデンサ。
【請求項１６】
前記コンデンサが、約１００ｐＦ以上の静電容量値まで同調されることが可能である、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１７】
前記コンデンサが、約１００ｐＦ未満の静電容量値まで同調されることが可能である、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１８】
前記第１のバイアス電極が、前記第１のバイアス終端に延長するタブを含むか、前記第２のバイアス電極が、前記第２のバイアス終端に延長するタブを含むか、またはその組合せである、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項１９】
前記第１の活性電極と前記第２の活性電極との間の距離が、前記第１のバイアス電極と前記第２のバイアス電極との間の距離とおおよそ同じである、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項２０】
前記第１の活性電極と前記第２の活性電極との間の距離が、前記第１のバイアス電極と前記第２のバイアス電極との間の距離より大きい、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項２１】
前記第１の活性電極と前記第２の活性電極との間の距離が、前記第１のバイアス電極と前記第２のバイアス電極との間の距離より小さい、請求項１に記載のコンデンサ。
【請求項２２】
請求項１に記載のコンデンサと、前記第１および第２のバイアス終端を通して前記コンデンサにＤＣバイアス電圧を供給する電源とを備える、回路。
【請求項２３】
請求項１に記載のコンデンサを同調するための方法であって、前記第１および第２のバイアス終端を通して前記コンデンサにＤＣバイアス電圧を供給するステップを含む、方法。
【請求項２４】
前記ＤＣバイアス電圧が、前記コンデンサにおける前記誘電材料の破壊電圧の約５０％以下である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＤＣバイアス電圧が、約０．５から約１００Ｖまでである、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
[001]本出願は、米国特許出願第１５／３６８，９９１号、米国仮特許出願第６２／２６４，４９１号（２０１５年１２月８日出願）および第６２／３７１，５２０号（２０１６年８月５日出願）に対する優先権を主張し、同出願の全てがあらゆる目的で引用により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
[002]同調可能コンデンサが、誘電体の可変誘電性に依存する様々な用途で利用されてきた。そのようなコンデンサの場合、ゼロバイアスでの静電容量が典型的にその最大値に近く、静電容量は印加電圧とともに低下する。静電容量の変化は、これらのユニットがフィルタ、整合ネットワーク、共振回路ならびに可聴からＲＦおよびマイクロ波周波数までの他の用途で同調可能回路を構成するために使用されるようにする。そのようなコンデンサの利益にもかかわらず、コンデンサの使用は、達成され得る静電容量値が比較的低いことに一部起因して、比較的制限されてきた。そのため、現在、より広範な可能な用途で利用され得る改善された性質を有する電圧同調可能コンデンサの必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[003]本発明の１つの実施形態によれば、第１の能動終端と電気接触している第１の活性電極および第２の能動終端と電気接触している交互（alternating）の第２の活性電極を備える同調可能積層コンデンサが開示される。コンデンサは、第１のＤＣバイアス終端と電気接触している第１のＤＣバイアス電極および第２のＤＣバイアス終端と電気接触している交互の第２のＤＣバイアス電極も備える。交互の第１および第２の活性電極間に、ならびに交互の第１および第２のバイアス電極間に、複数の誘電層が設けられる。誘電層の少なくとも一部分が、印加電圧の印加を受けて可変誘電率を呈する同調可能誘電材料を含む。
【０００５】
[004]本発明の他の特徴および態様は以下にさらに詳細に記載される。
[005]当業者を対象とする本発明の完全かつ実施可能な開示が、本発明の最良の形態を含め、添付の図を参照する明細書の残りの部分においてより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[006]正規化バイアス電圧変化の範囲にわたって、本開示の主題を使用して達成可能な静電容量の変化を示すグラフである。
【図２Ａ】[007]本開示の主題による４終端バイアス型積層コンデンサの例証的な実施形態の断面図である。
【図２Ｂ】本開示の主題による４終端バイアス型積層コンデンサの例証的な実施形態の分解平面図である。
【図２Ｃ】本開示の主題による４終端バイアス型積層コンデンサの例証的な実施形態の分解斜視図である。
【図２Ｄ】[008]本図２Ａ〜２Ｃの例証的な実施形態による組み立てられたデバイスの全体的な側面、上面および端面斜視図である。
【図２Ｅ】[009]本図２Ａ〜２Ｄの例証的な実施形態の分路構成代表図である。
【図２Ｆ】本図２Ａ〜２Ｄの例証的な実施形態の直列構成代表図である。
【図３Ａ】[0010]本開示の主題による４終端同調可能縦続構成積層コンデンサの例証的な実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】本開示の主題による４終端同調可能縦続構成積層コンデンサの例証的な実施形態の分解平面図である。
【図３Ｃ】本開示の主題による４終端同調可能縦続構成積層コンデンサの例証的な実施形態の分解斜視図である。
【図３Ｄ】[0011]本図３Ａ〜３Ｃの例証的な実施形態の分路構成代表図である。
【図３Ｅ】本図３Ａ〜３Ｃの例証的な実施形態の直列構成代表図である。
【図４Ａ】[0012]本開示の主題による４終端同調可能部分バイアス構成積層コンデンサの例証的な実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】本開示の主題による４終端同調可能部分バイアス構成積層コンデンサの例証的な実施形態の分解平面図である。
【図４Ｃ】[0013]本図４Ａおよび４Ｂの例証的な実施形態の代表図である。
【図５】[0014]ともに開示される例証的な製造装置実施形態で使用可能な、本開示の主題による例証的なチップ製造自動工程（ＣＭＡＰ）実施形態を表す図である。
【図６】[0015]本開示の主題によるバイアス型非対称積層コンデンサの例証的な実施形態の断面図である。
【図７】[0016]図７Ａは、本開示の主題によるバイアス型積層コンデンサの１：１比率重複型対称設計の例証的な実施形態の断面図である。図７Ｂは、本開示の主題によるバイアス型積層コンデンサの１：１比率重複型対称設計の例証的な実施形態の部分分解斜視図である。
【図８】[0017]本開示の主題によるバイアス型積層コンデンサの１１：１比率非シールド型非対称設計の例証的な実施形態の断面図である。
【図９】[0018]本開示の主題によるバイアス型積層コンデンサの１１：１比率シールド型非対称設計の例証的な実施形態の断面図である。
【図１０】[0019]本開示の主題による組成ブレンドバイアス型積層コンデンサの例証的な実施形態の断面図である。
【図１１】[0020]図１１Ａは、本発明のある実施形態において能動およびバイアス終端のために利用され得る対称方向を示す図である。図１１Ｂは、本発明のある実施形態において能動およびバイアス終端のために利用され得る対称方向を示す図である。図１１Ｃは、本発明のある実施形態において能動およびバイアス終端のために利用され得る対称方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0021]本明細書および添付の図面を通じた参照符号の反復使用は、本明細書および添付の図面の同じまたは類似の特徴、要素またはステップを表すものと意図される。
[0022]本考察が例証的な実施形態の記載であるだけであり、本発明のより広い態様を限定するとは意図されず、そのより広い態様が例証的な構造で具象化されるものと当業者によって理解されるはずである。
【０００８】
[0023]概して言えば、本発明は、交互活性電極層間に介在される複数の誘電層を含む積層コンデンサを対象とする。誘電層の少なくとも一部分が、印加電圧の印加を受けて可変誘電率を呈する同調可能材料を含む。より詳細には、そのような材料は典型的に、約１０％から約９０％まで、いくつかの実施形態において約２０％から約８０％まで、およびいくつかの実施形態において約３０％から約７０％までの範囲内の「電圧同調性係数（voltage tenability coefficient）」を有し、「電圧同調性係数」は以下の一般式：
Ｔ＝１００×（ε０−εν）／ε０
に従って求められ、
式中、
Ｔは、電圧同調性係数であり、
ε０は、印加電圧なしの材料の静的誘電率であり、
ενは、印加電圧（ＤＣ）の印加後の材料の可変誘電率である。
【０００９】
[0024]材料の静的誘電率は典型的に、約−５５℃から約１５０℃に及ぶ動作温度（例えば、２５℃）および約１００Ｈｚから約１ＧＨｚに及ぶ周波数（例えば、１ｋＨｚ）でＡＳＴＭ  Ｄ２１４９−１３により求められるなど、約１００から約２５，０００に、いくつかの実施形態において約２００から約１０，０００に、およびいくつかの実施形態において約５００から約９，０００に及ぶ。もちろん、一般にコンデンサが利用される特定の用途に基づいて静的誘電率の具体的な値が選択されると理解されるべきである。増加したＤＣバイアスが適用されると、誘電率は一般に上記した範囲内で減少する。誘電率の所望の変化を誘発するために印加される同調電圧は一般に、２５℃の温度でＡＳＴＭ  Ｄ１４９−１３により求められることができる、誘電体組成物が電界の印加を受けて導通するようになり始める電圧（「破壊電圧」）に対して変動してもよい。大抵の実施形態において、印加ＤＣバイアス電圧は、誘電体組成物の破壊電圧の約５０％以下、いくつかの実施形態において約３０％以下、およびいくつかの実施形態において約０．５％から約１０％までである。印加ＤＣバイアス電圧は、例えば、約０．５から約１００Ｖに、いくつかの実施形態において約１から約８０Ｖに、およびいくつかの実施形態において約１から約５０Ｖに及んでもよい。印加バイアス場は同様に、約０．２から約５０Ｖ／μｍに、いくつかの実施形態において約０．５から約４０Ｖ／μｍに、およびいくつかの実施形態において約０．５から約２５Ｖ／μｍに及んでもよい。
【００１０】
[0025]種々の同調可能誘電材料のいずれも周知のように一般に利用されてもよい。特に適切な材料は、ペロブスカイト、タングステンブロンズ材料（例えば、ニオブ酸バリウムナトリウム）、層状構造材料（例えば、チタン酸ビスマス）など、塩基組成が１つまたは複数の強誘電塩基相（ferroelectric base phase）を含む誘電体である。適切なペロブスカイトは、例えば、チタン酸バリウムおよび関連する固溶体（例えば、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウムストロンチウム、チタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム、など）、チタン酸鉛および関連する固溶体（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛ランタン）、チタン酸ナトリウムビスマス、などを含んでもよい。１つの特定の実施形態において、例えば、式ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３のチタン酸バリウムストロンチウム（「ＢＳＴＯ」）が利用されてもよく、式中ｘは０から１まで、いくつかの実施形態において約０．１５から約０．６５まで、およびいくつかの実施形態において約０．２５から約０．６までである。部分的または全体的にチタン酸バリウムストロンチウムの代わりに他の電子同調可能誘電材料が使用されてもよい。例えば、一例はＢａｘＣａ１−ｘＴｉＯ３であり、式中ｘは約０．２から約０．８まで、およびいくつかの実施形態において約０．４から約０．６までである。他の適切なペロブスカイトは、ＰｂｘＺｒ１−ｘＴｉＯ３（「ＰＺＴ」）式中ｘが約０．０５から約０．４に及ぶ、チタン酸鉛ランタンジルコニウム（「ＰＬＺＴ」）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸バリウムカルシウムジルコニウム（ＢａＣａＺｒＴｉＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、ＫＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＰｂＮｂ２Ｏ６、ＰｂＴａ２Ｏ６、ＫＳｒ（ＮｂＯ３）およびＮａＢａ２（ＮｂＯ３）５ＫＨｂ２ＰＯ４を含んでもよい。まださらなる複合ペロブスカイトはＡ［Ｂ１１／３Ｂ２２／３］Ｏ３材料を含んでもよく、式中ＡはＢａｘＳｒ１−ｘであり（ｘは０から１までの値であることができる）、Ｂ１はＭｇｙＺｎ１−ｙであり（ｙは０から１までの値であることができる）、Ｂ２はＴａｚＮｂ１−ｚである（ｚは０から１までの値であることができる）。図１０の例証的な実施形態に図示されるように、２つの端成分組成物を交互層に組み合わせることによって、目的の潜在的な誘電材料が形成され得る。そのような端成分組成物は化学的に類似していてもよいが、上述したようにＡ部位ドーパントの比率において異なってもよい。例えば、組成物１（図１０における１３２）は一般式（Ａ１ｘ，Ａ２（１−ｘ））ＢＯ３のペロブスカイト化合物でもよく、組成物２（１３４）は一般式（Ａ１ｙ，Ａ２（１−ｙ））ＢＯ３のペロブスカイトでもよく、式中Ａ１およびＡ２はＢａ、Ｓｒ、ＭｇおよびＣａからであり、潜在的なＢ部位部材はＺｒ、ＴｉおよびＳｎであり、「ｘ」および「ｙ」は各成分のモル分率を示す。化合物１に対する具体例は（Ｂａ０．８  Ｓｒ０．２）ＴｉＯ３であってもよく、化合物２は（Ｂａ０．６  Ｓｒ０．４）ＴｉＯ３であってもよい。これらの２つの化合物は、各材料の誘電性が重畳されるように、図１��に図示されるように、同調可能電極構造をもつ焼結積層コンデンサにおける交互層に組み合わされてもよい。所望により、ペロブスカイト材料はまた、５．０モルパーセント以下、およびより好ましくは０．１から１モルパーセントまでの量でなど、希土類酸化物（「ＲＥＯ」）がドープされてもよい。この目的に適切な希土類酸化物ドーパントは、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウムを含んでもよい。
【００１１】
[0026]利用される特定の材料に関係なく、同調可能誘電材料の使用は、バイアス終端を通してＤＣバイアス電圧を印加することによって、結果的なコンデンサの静電容量が同調されることを可能にすることができる。より詳細には、コンデンサは、第１の能動終端（例えば、入力終端）と電気接触している第１の活性電極の集合および第２の能動終端（例えば、出力終端）と電気接触している第２の活性電極の集合を含む。コンデンサは、第１のＤＣバイアス終端と電気接触している第１のＤＣバイアス電極の集合および第２のＤＣバイアス終端と電気接触している第２のＤＣバイアス電極の集合も含む。回路に設けられると、ＤＣ電源（例えば、バッテリ、定電圧電源、多出力電源、ＤＣ−ＤＣコンバータ、など）は、異極性を有するという点で典型的に双極である第１および第２のバイアス終端を通してコンデンサにＤＣバイアスを提供することができる。電極および終端は、貴金属（例えば、銀、金、パラジウム、プラチナ、など）、卑金属（例えば、銅、スズ、ニッケル、など）などの他にそれらの様々な組合せなど、周知のように種々の異なる金属のいずれからも形成されてもよい。誘電層はそれぞれの活性電極とバイアス電極との間に介在される。
【００１２】
[0027]必ずしも必要とされるわけではないが、能動およびＤＣバイアス終端がコンデンサの軸について対称に設けられることが典型的に所望される。例えば、１つの実施形態において、コンデンサは、縦方向に離間される対向した第１および第２の端領域ならびに横方向に離間される対向した第１および側領域を含んでもよい。ある実施形態において、能動終端はコンデンサのそれぞれの端領域に設けられてもよい一方、ＤＣバイアス終端はコンデンサのそれぞれの側領域に設けられてもよい。対称に配置されると、能動終端および／またはＤＣバイアス終端は、コンデンサの幾何中心を通って延在する縦および／または横軸から等距離で離間されてもよい。図１１（ａ）を参照すると、例えば、互いに対して垂直であり、かつ幾何中心「Ｃ」を通って延在する縦軸「ｘ」および横軸「ｙ」を含むコンデンサ１０００の１つの実施形態が図示される。この特定の実施形態において、コンデンサ１０００は、それぞれ、コンデンサ１０００の端領域に設けられ、かつ両軸「ｘ」および「ｙ」について中心付けられる第１および第２の能動終端１１００および１１２０を含む。同様に、コンデンサ１０００は、コンデンサ１０００の側領域に設けられ、そのうえ両軸「ｘ」および「ｙ」について中心付けられる第１および第２のバイアス終端１１４０および１１６０を含む。
【００１３】
[0028]ある実施形態において、コンデンサの同じ側に２つ以上の終端を設けることも所望されてもよい。図１１（ｂ）において、例えば、同じ側領域に設けられる第１の能動終端２１００および第２の能動終端２１４０を含むコンデンサ２０００の１つの実施形態が図示される。コンデンサ２０００は、能動終端の側領域の反対側の別の側領域に両方とも設けられる第１のバイアス終端２１６０および第２のバイアス終端２１２０も含む。側領域にだけ設けられるにもかかわらず、能動終端２１００および２１４０は、両方とも軸「ｘ」および「ｙ」から等距離で位置付けられるという点でやはり対称に配置される。同様に、バイアス終端２１６０および２１２０も軸「ｘ」および「ｙ」から等距離で設けられる。上述した実施形態において、第１の能動終端および第１のバイアス終端はそれぞれの第２の能動終端および第２のバイアス終端の反対側に位置付けられる。もちろん、これは決して必須ではない。図１１（ｃ）において、例えば、それぞれ、斜め構成（offset configuration）で反対の側領域に設けられる第１および第２の活性電極終端３１００および３１６０を含むコンデンサ３０００が図示される。それでも、第１の能動終端３１００および第２の能動終端３１６０は、両方とも軸「ｘ」および「ｙ」から等距離で位置付けられるという点でやはり対称に配置される。同様に、コンデンサ３０００は、軸「ｘ」および「ｙ」からやはり等距離の斜め構成で反対の側領域に設けられる第１および第２のバイアス終端３１２０および３１４０も含む。
【００１４】
[0029]利用される特定の構成に関係なく、本発明者らは、同調可能誘電材料の性質、能動終端およびバイアス終端の選択的制御により、静電容量および電圧値の広い範囲にわたって優れた同調性を呈するコンデンサが達成され得ることを発見した。図１は、例えば、正規化バイアス電圧変化の範囲にわたって達成され得る静電容量の変化をグラフ形式で例示する。詳細には、横軸は、正規化バイアス電圧を、０％から１５０％までなど、デバイスの定格電圧の百分率としてグラフで示す。図示されるように、デバイス実効静電容量の対応する変化が、いかなるバイアスもなしの静電容量値からの百分率の変化として、縦軸にグラフで示される。そのような図１のグラフによって図示されるように、正規化バイアス電圧量の１５０％の増加が、例示されるように、比較的直線的曲線に沿って、バイアスなし静電容量値の８０％の減少に近づく。そのように、本開示の主題による電圧同調可能コンデンサデバイスは、使用条件の範囲にわたって効率を最大化するのを促進する。
【００１５】
[0030]ある実施形態において、例えば、静電容量値は、従来可能であると思われてきたより広い値の範囲内で制御されてもよい。例えば、静電容量は０．５〜５０，０００，０００ピコファラド（「ｐＦ」）の範囲内で同調され得る。したがって、コンデンサは、１００ｐＦ以上、いくつかの実施形態において約１，０００ｐＦ以上、いくつかの実施形態において約１０，０００から約２，０００，０００ｐＦまで、およびいくつかの実施形態において約１００，０００から１，０００，０００ｐＦまでの値でなど、高静電容量が必要とされる用途で使用され得る。同様に、他の実施形態において、コンデンサは、１００ｐＦ未満、いくつかの実施形態において約５０ｐＦ以上、いくつかの実施形態において約０．５から約３０ｐＦまで、およびいくつかの実施形態において約１から約１０ｐＦまでの値でなど、低静電容量が必要とされる用途で使用され得る。静電容量が同調され得る程度は、所望の通り異なってもよい。例えば、静電容量は、その初期値の約１０％から約１００％まで、いくつかの実施形態において約２０％から約９０％まで、およびいくつかの実施形態において約３０％から約８０％までの値だけ調節されてもよい。静電容量は、１ｋＨｚまたは１ＭＨｚの周波数、約２５℃の温度で、および５００ｍＶの固定振幅でＡｇｉｌｅｎｔ  ４２９４Ａインピーダンスアナライザを使用して求められてもよい。
【００１６】
[0031]ここで図２Ａ〜２Ｄを参照すると、本発明により形成され得るコンデンサ１０の１つの特定の実施形態がここでさらに詳細に記載される。図示されるように、コンデンサ１０は、活性電極１４および２０の２つの別々の集合ならびにバイアス電極２２および２６の２つの別々の集合に対して交互に積み重ねられる複数の誘電層１２を含む。コンデンサは、矩形形状体などの６面体でもよい。例示される実施形態において、第１の能動終端１６が第１の活性電極１４に電気的に接続され、第２の能動終端１８が第２の活性電極２０に電気的に接続される。第１のバイアス電極２２は、コンデンサ１０の側に延長する延長部材２４（例えば、タブ）を介して第１のＤＣバイアス（＋）終端３０と電気的に接続される。同様に、第２のバイアス電極２６は、延長部材２８を介して第２のＤＣバイアス（−）終端３２と電気的に接続される。したがって、結果的なコンデンサ１０は４つの別々の終端を含む。図２Ｅおよび２Ｆは、本図２Ａ〜２Ｄの例証的な実施形態の、それぞれ、分路構成および直列構成代表図を例示する。図示されるように、分路構成について、バイアス入力に対して接地３４も設けられることが図示される。
【００１７】
[0032]上述した実施形態において、活性電極は、各交互電極が反対側の終端に接続するように積み重ねられる。ある実施形態において、交互層は、活性電極の各集合が積重ね方式でよりもむしろ横に離間される「縦続」構成の使用を通じて同じ終端に接続されてもよい。そのような縦続コンデンサ４９の１つの実施形態が図３Ａ〜３Ｃに図示される。描かれるように、コンデンサ４９は、活性電極３６および４０の２つの別々の集合ならびにバイアス電極４６および５０の２つの別々の集合に対して配置される複数の誘電層４４を含む。例示される実施形態において、この例では、第１の能動終端３８が第１の活性電極３６と電気的に接続され、第２の能動終端４２が第２の活性電極４０に電気的に接続される。第１のバイアス電極４６は、コンデンサ４９の側に延長する延長部材４８を介して第１のＤＣバイアス（−）終端５４と電気的に接続される。同様に、第２のバイアス電極５０は、延長部材５２を介して第２のＤＣバイアス（＋）終端５６と電気的に接続される。図３Ｄおよび３Ｅは、本図３Ａ〜３Ｃの例証的な実施形態の、それぞれ、分路構成および直列構成代表図を例示する。図示されるように、分路構成について、バイアス入力に対して接地５８も設けられる。
【００１８】
[0033]図４Ａ〜４Ｃは、本発明による部分縦続構成で形成されてもよいコンデンサ５９の別の実施形態を例示する。コンデンサ５９は、全活性静電容量領域の部分領域６０だけがバイアスされる（図４Ａを参照のこと）ので、「部分縦続」と考えられる。例示されるようなバイアス浮遊電極の追加は、外部電圧の印加が、他の要因および特徴によって求められることになる全静電容量の誘電性を変化させるようにする。そのような図によって図示されるように、誘電層６２が、活性電極６４および６６の第１および第２の集合、バイアス電極６８および７２の第１および第２の集合、ならびに複数の浮遊電極７６に対して交互に積み重ねられてもよい。第１の活性電極６４が第１の能動終端７８と電気的に接続される一方、第２の活性電極６６は第２の能動終端８０と電気的に接続される。第１のバイアス電極６８は、コンデンサ５９の側に延長する延長部材７０を介して第１のＤＣバイアス（＋）終端８２と電気的に接続される。同様に、第２のバイアス電極７２は、延長部材７４を介して第２のＤＣバイアス（−）終端８４と電気的に接続される。
【００１９】
[0034]本発明のさらに別の実施形態が図７Ａおよび７Ｂに図示される。この実施形態において、それぞれ、活性電極１１４および１２０の第１および第２の集合が、それぞれ、バイアス電極１２２および１２６の第１および第２の集合と交互の１：１比率パターンで積み重ねられる。それぞれの引出し線１２４および１２８が出願図７Ｂの表現に例示される。
【００２０】
[0035]上述した実施形態において、電極は一般に、第１の活性電極と第２の活性電極との間の距離（または誘電体厚）が第１のバイアス電極と第２のバイアス電極との間の距離と同じであるという点で「対称」構成で利用される。ある実施形態において、しかしながら、この厚さを変化させて「非対称」構成を達成することが所望されてもよい。例えば、第１および第２の活性電極間の距離は第１および第２のバイアス電極間の距離より小さくてもよい。さらに他の実施形態において、第１および第２の活性電極間の距離は第１および第２のバイアス電極間の距離より大きくてもよい。とりわけ、これは、所与のレベルの印加ＤＣバイアスについて印加されるＤＣ場を増加させてもよく、このことが所与のＤＣバイアス電圧に対する同調性のレベルを上昇させるであろう。そのような配置は、比較的より控え目なＤＣ電圧に対する比較的より大きい同調性ならびに控え目な同調性をもつ（潜在的により低い損失および温度／周波数変動性をもつ）材料の使用も可能にしてもよい。そのような非対称構成は種々の方法で達成され得るが、活性電極の各対間にさらなる「浮遊」バイアス電極を使用することが典型的に所望される。図６を参照すると、例えば、それぞれ、第１および第２のバイアス電極１２２および１２６と併せて、それぞれ、第１および第２の活性電極１１４および１２０を含むそのような非対称コンデンサの１つの実施形態が図示される。
【００２１】
[0036]図８は、１１番目の電極ごとにバイアス電極でなくて活性電極である（１１：１の比率で設計される）任意の非対称コンデンサの別の実施形態を例示する。この場合には、各そのようなそれぞれのＡＣ（または活性）電極は異極性のＤＣ電極（例えば、バイアス電極）によって囲まれる。したがって、バイアス場はＡＣ電極自体にわたって生成される。そのような構造はＡＣ信号とＤＣバイアス電圧の両極性との間の容量結合も可能にし、逆もまた同じである。言い換えれば、あらゆるＡＣ電極（図８における２１４か２２０か）はバイアス電圧の両極性（２２２も２２６も）に容量結合され、あらゆるＤＣ電極（２２２か２２６か）はＡＣ電圧の両極性（２１４も２２０も）に結合される。図９は、本開示の主題によるバイアス型積層コンデンサの１１：１比率「シールド型」非対称設計の例証的な実施形態の断面図を例示する。この例は、ＡＣ電極の各それぞれの極性が一方の極性だけのＤＣ電極によって囲まれることを除いては、図８に図示される例と同様である。同極性のＤＣ電極３２２および３２６間の材料は同調を有しないものであるが、ＤＣ電極はＡＣ信号にシールドを潜在的に提供して、関連するノイズを低減させ、ＡＣ信号はＡＣ電極３１４および３２０と関連付けられている。そのような配置は、あらゆるそれぞれの極性ＡＣ電極３１４および３２０が、それぞれ、それぞれのＤＣ電極３２６および３２２の単極性に結合されるだけでもよく、逆にあらゆるそれぞれのＤＣ電極３２６および３２２が、それぞれ、単極性ＡＣ電極３１４および３２０に結合されてもよいことも意味する。
【００２２】
[0037]本開示の主題は、改善された電圧同調可能デバイスのための、例えばそのようなデバイスの生産の他に、関連する回路網と組み合わせたデバイスの使用を含む、関連および／または対応する方法を等しく包含する。さらなる例として、図５は、ともに開示される例証的な製造装置実施形態と併せて使用可能な、チップ製造自動工程（ＣＭＡＰ）８６を表す。図示されるように、工程８６は、代表的に図示されるように、いくつかの例では、セラミックステーションまたは、スクリーンヘッドもしくはエレベータおよびコンベヤ機能の使用などの他のステップ／相が介在する３つのオーブンを伴う、いくつかの連続段階を含んでもよい。当業者は、連続ステップの正確な提供が、ともに開示される例証的なデバイス実施形態（またはその修正）のどれが生産されているかに依存するであろうと理解するであろう。また、示される個々のステップは、示された種類のステップを表すものとして意図されるだけであり、示されたステップの一般的性質を越えて他の態様の使用が必須であることを示すのではない。例えば、スクリーンヘッドステップは、電極層のスクリーン張合せのための電極ペーストとともにステンレス鋼スクリーンの使用を伴ってもよく、またはそのようなステップのための他の技術が実践されてもよい。例えば、交互の積重ねおよび積層（テープで）のより慣習的なステップが実施されてもよい。いずれの工程（またはその他）でも、当業者は、本開示の主題の所与の用途のために選択される特定の設計を生産するために、選択されるステップが実施されてもよいと認識するであろう。
【００２３】
[0038]本発明のコンデンサは多種多様な用途で利用され得る。例えば、スイッチモード電源の発振周波数を同調するために回路網が可能にされてもよい。本発明のコンデンサの使用を通じて、比較的より控え目な同調性をもつが、潜在的により低い損失およびより低い温度／周波数変動性をもつ材料の使用を可能にしつつ、より控え目なＤＣ電圧（すなわち、バイアス電圧）でより良好な同調性が選択的に得られることができる。他の適切な用途は、例えば、導波管、ＲＦ用途（例えば、遅延線）、アンテナ構造、フィルタ、整合ネットワーク、共振回路および他の用途を含んでもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【国際調査報告】
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